一种CCD相机多分辨率RawRGB格式视频向VESA协议视频的转换方法与流程

本发明属于嵌入式计算机视频处理
技术领域：
，特别是涉及一种CCD相机多分辨率RawRGB格式视频向VESA协议视频的转换方法。
背景技术：
：：随着大规模、超大规模集成电路工业的发展，CCD研制水平不断提高，阵列元素不断增加，CCD摄像机的性能不断增强，目前CCD已广泛应用于车载、机载、星载、舰载等嵌入式领域。但是嵌入式显示器仅提供VGA，DVI，LVDS作为输入接口，而且针对特定的嵌入式应用，分辨率确定，这就需要将CCD相机多分辨率RawRGB格式视频转换为可以适应此类显示器接口且分辨率固定的视频来进行显示处理。VESA(VideoElectronicsStandardsAssociation)时序标准是一种数字化视频接口协议，它支持多种分辨率及帧率，在嵌入式综合显示系统中广泛应用。VGA，DVI，LVDS接口均遵循VESA协议。虽然目前已经出现了RawRGB视频向VESA协议视频转换的芯片，但是这类芯片只支持单一分辨率的RawRGB视频转换且不能实现视频缩放，满足不了嵌入式综合显示系统应用需求。本发明提供了一种CCD相机多分辨率RawRGB格式视频向VESA协议视频的转换方法。技术实现要素：：本发明的目的是解决CCD相机多分辨率RawRGB格式视频无法在VGA，DVI，LVDS等接口的嵌入式综合显示系统上显示的问题。本发明的技术方案是采用FPGA实现CCD相机多分辨率RawRGB格式视频向VESA协议视频的转换，转换后的视频可支持VGA，DVI，LVDS接口的显示器显示，其中的数据变换操作基于两种格式视频的不同特征，如表1所示。表1RawRGB视频和VESA视频特征比较实现步骤具体如下。第一步，对同步信号HS、VS、DE进行多级缓存，检测毛刺信号并滤除，之后重新输出滤波后的同步信号。能够滤除的毛刺信号带宽可自主设置。第二步，CCD相机RawRGB视频格式如附图1所示，每个像素只有RGB空间中的一个颜色分量，要获得另外两种缺失的颜色分量就必须通过相邻像素来估算，这个过程叫CFA差值。通过CFA差值获得全彩色图像的过程即RGB空间视频重构。九宫格算法利用相邻像素域中同色分量的平均值作为当前像素的待求颜色分量，属于单通道独立插值法。该算法每个像素位置上所缺失的颜色分量由3×3区域内具有相同颜色的像素平均而得，算法复杂度低，还原效果较好。以表2中B24所在像素为例，算法实现如公式(1)-(3)所示。表2CFA差值表R11G12R13G14R15G16G21B22G23B24G25B26R31G32R33G34R35G36R24＝(R13+R15+R33+R35)/4(1)G24＝(G14+G23+G25+G34)/4(2)B24＝B24(3)第三步，通过同步信号HS(行同步)、VS(场同步)、DE(行数据有效)侦测出RawRGB视频的分辨率，VESA视频每行像素数除以RawRGB视频每行像素数可得行内缩放参数，VESA视频行数除以RawRGB视频行数可得行间缩放参数。第四步，根据第三步的视频缩放参数对RGB空间的视频进行缩放，为了避免读写冲突，设计双缓冲区，缩放前的视频数据存储在缓冲区A和缓冲区B，缩放后的视频数据存储在缓冲区C和D。缓冲区A和B缓存相邻两帧图像的有效像素，对缓冲区A和B进行乒乓操作，一个用于缓存当前帧图像，而另一缓冲区缓存的上一帧图像采用视频缩放算法缩放为VESA视频分辨率大小，并填充到发送缓冲区C和D中。第五步，按照VESA协议产生视频的时钟和同步信号HS、VS、DE；第六步，根据第五步生成的VESA时序读取缓冲区C和D中的缩放后的视频数据，填充到其像素流的有效像素区，最终完成VESA协议视频的输出。本发明的技术效果：解决了CCD相机RawRGB格式视频无法在VGA，DVI，LVDS等接口的嵌入式综合显示系统上显示的问题，应用该转换方法的嵌入式显示系统可以搭配任意分辨率的CCD相机进行使用，扩大了系统的应用范围，降低了成本。附图说明图1为本发明的原理框图图2为本发明的实施例的原理框图具体实施方式下面结合附图2对本发明做进一步的描述。以某嵌入式综合显示系统为例，该显示系统需要完成一路CCD相机任意分辨率RawRGB视频到VESA协议1600X1200分辨率60Hz帧率视频的转化，并在显示屏上高清显示。采用本方法的具体步骤如下。第一步，CCD相机的RawRGB视频信号直接接入FPGA，在FPGA中对同步信号HS、VS、DE进行多级缓存，本例要求能够滤除三个时钟周期内毛刺，按照要求设置滤波参数，检测毛刺信号并滤除，之后重新输出同步信号。第二步，CCD相机RawRGB视频每个像素只有RGB空间中的一个颜色分量，要获得另外两种缺少的颜色分量就必须通过相邻像素来估算，通过九宫格算法实现RGB空间视频重构。九宫格算法利用相邻像素域中同色分量的平均值作为当前像素的待求颜色分量，属于单通道独立插值法。该算法每个像素位置上所缺失的颜色分量由3×3区域内具有相同颜色的像素平均而得，算法复杂度低，还原效果较好。以表1中B24所在像素为例，算法实现如公式(1)-(3)所示。表2CFA差值表R11G12R13G14R15G16G21B22G23B24G25B26R31G32R33G34R35G36R24＝(R13+R15+R33+R35)/4(1)G24＝(G14+G23+G25+G34)/4(2)B24＝B24(3)第三步，通过同步信号HS(行同步)、VS(场同步)、DE(行数据有效)侦测出RawRGB视频的分辨率，1600除以每行像素数可得行内缩放参数，1200除以行数可得行间缩放参数。第四步，根据第三步的视频缩放参数对RGB空间的视频进行缩放，为了避免读写冲突，设计双缓冲区，缩放前的视频数据存储在缓冲区A和缓冲区B，缩放后的视频数据存储在缓冲区C和D。缓冲区A和B缓存连续到来的相邻两帧图像的有效像素，对缓冲区A和B进行乒乓操作，一个用于缓存当前帧图像，而另一缓冲区缓存的上一帧图像采用视频缩放算法缩放为1600X1200分辨率大小，并填充到发送缓冲区C和D中。第五步，按照VESA协议产生1600X1200分辨率60Hz帧率视频的时钟和同步信号HS、VS、DE；第六步，根据第五步生成的VESA时序读取缓冲区C和D中的缩放后的视频数据，填充到其像素流的有效像素区，最终完成VESA协议1600X1200分辨率60Hz帧率视频的输出。第七步，1600X1200分辨率60Hz帧率VESA视频通过嵌入式显示器显示。当前第1页1 2 3